低能耗回收硫酸铵的氨法脱硫工艺 当前位置:首页技术示范
 

    湿法脱硫—硫酸铵回收法是一种氨法脱硫新技术,该脱硫技术脱硫效率高、无二次污染。脱硫副产物硫酸铵符合国家农用化肥标准,真正实现了化害为利、变废为宝,具有显著的经济、社会和环保效益。


  湿法脱硫工艺以氨水为脱硫剂,锅炉烟气进入脱硫塔经氨水循环吸收生成亚硫酸铵,脱硫后的烟气经除雾净化后进入烟囱排放。吸收剂氨水与吸收液混合进入吸收塔,吸收形成的亚硫酸铵在吸收塔底部氧化成硫酸铵,经蒸发结晶、固液分离、干燥、包装后得成品硫氨。


  氨法脱硫工艺的原料来自化工企业,主要副产品是氨肥。氨的载体可以是液氨、氨水、碳铵等。氨法脱硫可以将二氧化硫、氨回收为硫酸铵、磷铵等化肥。


  氨法脱硫工艺原理反应方程式:
  脱硫塔是烟气脱硫和产生硫酸氨盐的中间装置。烟气中的SO2在脱硫塔中被除 去,脱硫塔中是PH值控制为5.0—5.9的饱和硫酸氨/亚硫酸氨溶液,与SO2的反应,按照下列反应生成亚硫酸氢氨/硫酸氢盐:
  1) SO2+ H2O——H2 SO3
  2) H2 SO3+(NH4)2 SO4——NH4 HSO4+ NH4 HSO3
  3) H2 SO3+(NH4)2 S O3——2NH4 HSO3
  在反应(1)中,烟气中的溶于水中生成亚硫酸。在反应(2)和(3)中,亚硫酸与该溶解的硫酸氨/亚硫酸盐反应。喷射到反应池底部的氨水,按如下方式中和酸性物:
  4) H2 SO3+ NH3——NH4 SO3
  5) NH4 HSO3+ NH3——NH4 HSO4+ NH4 HSO3
  6) H2 SO3+ NH3——(NH4)2 SO4
  喷射到脱硫塔底部的氧化空气,会按照如下方式将亚硫酸盐氧化为硫酸盐:
  (NH4)2 S O3+1/2 O2——(NH4)2 SO4
  至此,脱塔中生成了大量的硫酸氨,硫酸按溶液饱和后,使硫酸氨从溶液中以结晶形状沉淀出来。汽化热由烟气的残余热量按照如下方式提供:
  (NH4)2 SO4(液态)+汽化热—>(NH4)2 SO4(固体)
  脱硫塔中的盐要么以离子形式溶于溶液中,要么以结晶形状沉淀出来。产品浆液与正在进行化合的系统中的主要成分、结晶的硫酸氨盐一起充份地氧化。

    氨法脱硫工艺特点:
  1、适用范围广,不受燃煤含硫量、锅炉容量的限制。
  2、脱硫效率很高,很容易达到95%以上。脱硫后的烟气不但二氧化硫浓度很低,而且烟气含尘量也大大减少。
  3、吸收剂易采购,可有三种形式:液氨、氨水、碳铵。
  4、氨法脱硫装置对机组负荷变化有较强的适应性,能适应快速启动、冷态启动、温态启动、热态启动等方式;适应机组负荷35%BMCR~100%BMCR状态下运行。
  5、工艺设备可靠、使用寿命长。
  6、氨是良好的碱性吸收剂,吸收剂利用率很高。
  7、液气比低,转动设备运行功率低。
  8、环境效益好 。
  9、亚硫酸铵氧化率高,硫酸铵产品回收率高且品质纯。
  10、烟气脱硫系统阻力较小,运行成本低。
  11、烟气脱硫及硫酸铵回收效率高。

    氨法脱硫工艺原理具体操作应用流程范围:
  烟气运行路径:烟气从现有的静电除尘器和鼓风机通过烟道系统;流过一个100%轴流增压风机,进入脱硫塔。烟气进入脱硫塔后,与包含氨水浆液的逆流喷浆接触,其中的SO2由氨水浆液吸收。浆液同时使气体饱和,并将其从入口的135℃温度冷却到50℃,紧接着气体穿过脱硫塔顶部两个波纹型除雾器,两层高效的除雾器安装于脱硫塔的上部,以便去除(烟气中)附带的液滴。运行的喷雾塔中的气体,离开脱硫塔,再次通过锅炉,以重新加热气体,并以80℃的温度、按设计的操作条件进入现有的烟囱装置。


  脱硫塔液体路径:脱硫塔中浆液的PH值维持在5.0—5.9范围内,该PH值优化了SO2的去除效率和亚硫酸氨的氧化速度。硫酸氨极易溶解,在常规条件下,可达40%重量的溶解度,而在脱硫塔运行条件下,该比例可达48.5%。脱硫塔在含有3-5%重量的悬浮结晶颗粒控制状况于运行。脱硫塔输送泵将浆液送到第一级脱水旋流器中。旋流器的溢流浆液被送回脱硫塔中,而旋流器下部,含有13—17%重量浓度的浓缩浆液送入旋流吕储罐。一个浆液泵将该储罐中的浓缩浆液送到化肥厂内的第二级脱水旋流器做进一步脱水处理。一台滤液返回泵将化肥厂中被离心脱水机脱出的稀液送回脱硫塔。


  反应剂供给系统:氨水反应剂供给系统包括了7天储存量的储罐和输送泵。28%浓度的氨水通过脱硫塔底部的氧化用分配器与氧化空气和冷却水混合在一起送入锅炉脱硫除尘设备的脱硫塔。一个预设PH值的控制阀控制了氨水的流量。


  应用条件:氨法脱硫的锅炉除尘器不但除害而且变害为益,还可以产生出对人类有益的副产品,如把损害土地、农作物的酸雨变成农民种地的化肥。氨法工艺类似常见的石灰石— 石膏工艺,但生成副产品的要求不一样,石灰石以半干半湿的石膏的形式作为副产品,而氨法脱硫如直接以商品形式出现,制作成干燥的、颗粒状尿素一样,它的干燥设备就复杂

氨法脱硫设备设计效果图

    适用范围

    低能耗回收硫酸铵的氨法脱硫工艺,适用于化肥、煤化、化工、钢铁及电力等行业烟气中的二氧化硫治理。

    主要技术内容

    一、基本原理

    烟气首先进入脱硫吸收系统的预脱硫塔内,与雾化后的氨水接触并发生一级吸收反应,85%的SO2被吸收生产亚硫酸铵溶液,与富余氨水一起随烟气进入主脱硫塔底部的集液池。亚硫酸铵溶液经过循环泵打入脱硫塔,再次吸收烟气中残留的SO3,SO2吸收率达到90%以上。净化后的烟气经烟囱达标排放。

    二、技术关键

    1、采用喷射再生氧化原理,最大限度提高亚硫酸铵的氧化率,提高回收副产品硫酸铵的品质。

    2、特殊的增湿浓缩塔和脱硫塔结构、合适的液气比设计提高系统的脱硫效率。

    3、采用两级吸收,排烟非饱和理念,确保脱硫后的烟气温度高于烟气露点温度,并最大限度减少排烟携带的雾滴。

    4、硫酸铵母液采用原热烟气饱和浓缩,节约运行成本。

    典型规模

    2×130 t/h

    主要技术指标

    入口SO2质量浓度为1563 mg/m3,出口SO2质量浓度为31 mg/m3。

    主要设备及运行管理

    一、主要设备

    系统管道设备、系统供电设备、系统检测控制设备、系统液体输送设备、系统工艺设备、防腐及保温设备、脱硫塔设备、调试及运行设备等。

    二、运行管理

    设置专人负责运行管理。针对各设备的运行情况,包括运行时间、运行参数、故障频率、常发故障、维护保养频率、保养具体内容、维护更换配件名称和数量,进行详细记录。

    投资效益

    (以河南义马气化厂为例)

    一、投资情况

    总投资960万元,其中设备投资690万元;运行费用为404万元/a。

    二、经济效益

    生产出的硫酸铵化肥能满足农业需求,每吨硫酸铵的市场价为900--1200元,可为企业带来较好的经济效益。

    三、环境效益

    可治理化工尾气、改善煤化厂周围的环境。

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